1、磁通量傳感器索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用指南nvw柳州歐維姆結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)有限公司目錄前言（31. 磁通量傳感器原理（42. 磁量傳感器的技術(shù)特點(diǎn)（43. 主要技術(shù)指標(biāo)（54. 磁通量傳感器的應(yīng)用（55. 磁通量傳感器索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（86. 索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配置（107傳感器選型與安裝（128. 磁通量傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立過(guò)程及注意事項(xiàng)9. 主要工程業(yè)績(jī)（15.、八、-刖言(14拉索是纜索支承型橋梁的核心構(gòu)件之一，素有 生命線(xiàn)”之稱(chēng)，其服役狀況直接關(guān) 系到橋梁的安全運(yùn)營(yíng)與使用壽命。因此，對(duì)橋梁拉索進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，及時(shí)了解拉索和 橋梁的服役狀態(tài)是十分必要的。拉索的安全監(jiān)測(cè) ，主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)拉索的索力，來(lái)判 斷其使

2、用狀況，評(píng)定其安全性。一方面，一根拉索的損傷變化會(huì)在其本身的索力變化 和相鄰索力的變化上表現(xiàn)出來(lái)，在外部則表現(xiàn)為主梁撓度發(fā)生變化；另一方面,主梁或 塔的損傷變化也會(huì)引起索力的變化。通過(guò)對(duì)索力的監(jiān)測(cè) ，不僅能為總體評(píng)價(jià)其技術(shù) 狀況提供依據(jù)，同時(shí)也可以在一定程度上發(fā)現(xiàn)拉索錨固系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)是否完好，也可以更好地理解橋梁結(jié)構(gòu)機(jī)理，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)。索力監(jiān)測(cè)所應(yīng)用的傳感器技術(shù)主要有：振動(dòng)頻率法、壓力傳感器（振弦式、應(yīng)變 片、液壓式、光纖光柵、磁通量傳感器（EM sensor等。各種索力測(cè)量方法，各有其 特點(diǎn)，振動(dòng)頻率法是通過(guò)建立拉索的簡(jiǎn)化模型，實(shí)測(cè)拉索的振動(dòng)頻率，經(jīng)過(guò)計(jì)算間接得 出索力，因?yàn)槭?/p>

3、減震器、拉索實(shí)際長(zhǎng)度、外護(hù)套等影響，其測(cè)量精度比較差。壓力型 傳感器是比較傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)，需要串接在受力結(jié)構(gòu)中，將傳遞到傳感器上面的力 直接測(cè)量出來(lái)，短期精度高、動(dòng)態(tài)性好，但由于受荷載長(zhǎng)期作用、材料徐變、形變傳 遞失真等方面的影響，耐久性和長(zhǎng)期精度很難保證，在受力狀態(tài)下無(wú)法重新校準(zhǔn)，無(wú)法 更換，因此壓力型的傳感器用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)有一定的局限性，只能在橋梁建設(shè)或換索時(shí)預(yù)裝。針對(duì)傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)的局限，磁通量傳感器（EM Sensor較好地解決了這些問(wèn)題：1、通過(guò)非接觸式測(cè)量解決傳感器受力疲勞影響壽命問(wèn)題2、用模擬標(biāo)定來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)；3、可以設(shè)計(jì)成哈弗式傳感器，直接在已受力的拉索上制作及安

4、裝，實(shí)現(xiàn)運(yùn) 營(yíng)中橋梁拉索的索力監(jiān)測(cè)。4、可以實(shí)現(xiàn)體內(nèi)預(yù)應(yīng)力（有粘結(jié)多截面應(yīng)力監(jiān)測(cè)。1.磁通量傳感器原理磁通量傳感器基于鐵磁性材料的磁彈效應(yīng)原理進(jìn)行測(cè)量 ，當(dāng)受到外力作用時(shí)，鐵 磁性材料內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力或應(yīng)變，其磁導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)變化，通過(guò)測(cè)定磁導(dǎo)率的變化 來(lái)反映應(yīng)力(或索力的變化。吩)*T傳感器實(shí)物圖2.磁量傳感器的技術(shù)特點(diǎn)(1磁通量傳感器為非接觸性測(cè)量，不損傷結(jié)構(gòu)；(2不需對(duì)被測(cè)件進(jìn)行表面處理，不破壞構(gòu)件原有防腐保護(hù)層(3傳感器維護(hù)成本低、使用壽命長(zhǎng)(4抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、重復(fù)性好；(5系統(tǒng)可自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)溫度補(bǔ)償。(6可直接顯示力值。(7可與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程健康監(jiān)

5、測(cè)3.主要技術(shù)指標(biāo)(1測(cè)量范圍：0屈服應(yīng)力；(2接線(xiàn)長(zhǎng)度： 300m(3適應(yīng)環(huán)境溫度為：-2080C;(4長(zhǎng)期誤差： 3%FS;(5 供電電源:AC 100240V,60/50HZ。4. 磁通量傳感器的應(yīng)用常規(guī)應(yīng)用由鐵磁性材料制成的棒材和拉索，包括平行鋼絲索、鋼絞線(xiàn)索、體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼 絞線(xiàn)束、鋼絲繩、精軋螺紋鋼等構(gòu)件。精軋螺紋鋼應(yīng)力監(jiān)測(cè)鋼絲繩張力監(jiān)測(cè)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力多截面監(jiān)測(cè)利用磁通量傳感器非接觸式測(cè)量的特點(diǎn)，可以很方便 地實(shí)現(xiàn)體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋不同截面的應(yīng)力監(jiān)測(cè)。成都雙流機(jī)場(chǎng)飛機(jī)滑行道橋中幅橋永存預(yù)應(yīng)力測(cè)試截面示意圖廣元市白水河大橋體內(nèi)預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)示意圖（部分運(yùn)營(yíng)中橋梁拉索索力監(jiān)測(cè)可以設(shè)計(jì)成哈弗式

6、的結(jié)構(gòu)，直接在運(yùn)營(yíng)中的拉索上制作傳感器，通過(guò)模擬標(biāo)定進(jìn) 行曲線(xiàn)擬合和校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)中橋梁拉索的索力監(jiān)測(cè)。在運(yùn)營(yíng)中的拉索上制作磁通量傳感器5、磁通量傳感器索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)索力監(jiān)測(cè)的最基本的配置是磁彈儀（讀數(shù)儀和磁通量傳感器，二者即可實(shí)現(xiàn) 人工索力測(cè)量。當(dāng)組建系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)投資額及重要度，可選擇離線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)或在線(xiàn)監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)兩種不同形式，前者造價(jià)低但需人工現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，后者可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化在線(xiàn)監(jiān) 測(cè)，但造價(jià)相對(duì)較高。女了I就誦帯傳咸器磁通量傳感器測(cè)量系統(tǒng)主要配件離線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)磁通量傳感器測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)配置主要包括磁通量傳感器、開(kāi)關(guān)集線(xiàn)箱、磁彈儀、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)及布線(xiàn)管、儀器保護(hù)箱，構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集箱,

7、根據(jù) 傳感器的數(shù)量及分布情況在橋梁上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)采集箱，構(gòu)成離線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)人工定期數(shù)據(jù)采集。離線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)示意圖（數(shù)據(jù)采集箱在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在離線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)或以太網(wǎng)傳輸和數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)，就可實(shí)現(xiàn)索力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，具有自動(dòng)測(cè)量、異常預(yù)警等功能，可以 根據(jù)需要自主設(shè)定采集的時(shí)間、頻率，操作簡(jiǎn)單。i Term口在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖6. 索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配置(1傳感器布置：接線(xiàn)長(zhǎng)度小于等于300米,既可以每根索上安裝，也可只選擇重要 截面上安裝。傳感器與數(shù)據(jù)采集箱之間用專(zhuān)用信號(hào)線(xiàn)連接，用線(xiàn)管或線(xiàn)槽進(jìn)行保護(hù) 傳輸線(xiàn)的距離一般控制在300米以?xún)?nèi)，避免距離過(guò)長(zhǎng)使信

8、號(hào)失真。(2數(shù)據(jù)采集箱常用規(guī)格:8通道、16通道、24通道。數(shù)據(jù)采集箱集成的傳感器數(shù)量，按通道數(shù)最多可分別集成8、16、24臺(tái)磁通量傳感器。(3數(shù)據(jù)采集箱的數(shù)量及分布。根據(jù)傳感器的數(shù)量和分布來(lái)決定數(shù)據(jù)采集箱的 型號(hào)(通道數(shù)、數(shù)量(總通道數(shù)、安裝位置。i數(shù)據(jù)采集箱e磁通童傳感器護(hù)線(xiàn)管傳感器信號(hào)線(xiàn)吊桿索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置示例尸疋宜斜拉索索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置示例7. 傳感器選型與安裝(1傳感器選型：由構(gòu)件的外徑確定傳感器的型號(hào)，一般要求傳感器的內(nèi)徑大于傳 感器外徑1mm20mm,以方便袖套安裝。平行鋼絲索、鋼絞線(xiàn)成品索、鋼絲繩、精 軋螺紋鋼等使用整束式傳感器、平行鋼絞線(xiàn)拉索體系可使用單根鋼絞線(xiàn)用傳感器或 整

9、束式傳感器，也可兩種形式的傳感器一起使用。各種型號(hào)的磁通量傳感器的命名規(guī)則如下：產(chǎn)晶改進(jìn)時(shí)丿嘆序號(hào)：A、 帶H的牌弗式傳翳 傳翳穿心孔徑：18、； 磁通量傳翳代號(hào);cn圖5命名規(guī)則常用傳感器型號(hào)及外形尺寸:畐鎌至黯酒菊乙）1!網(wǎng)黑宙躋渤山刨睿直f TT川時(shí) 叮H0UK一 1nor噸<Jf£収SLC1JJr妙-IcfOftHoeciao蟲(chóng)屹OILHOILITOr嘶9(K()1t0ILL3Dtrt舷061H06IXJJr亦OUH0Z.I13D說(shuō)rszrS9lS41JOO時(shí)StuOQIHWE.LJDO£ZHlortsousriuo0£f£6tostOOl

10、on0tllJ3忤M幻【5 U(KE朋1（）i t0I1X.1J(KtMVOlWJTUJ.趙(w>rIXUHooiiao1otf和<KHooiijjozt JF6KOOtf0£lOGIKxLJDwtE£ss如IiXLJJ6£l09E08ORUJ6£l跖【f£SZ.LJ3soilml£HIZUD(XkOf I0£H0ZJ-J3ill"1triOiOtl3JOStvrtfgS91D3產(chǎn)rsr b遼S6r；flrilOJ就18erHfri3J68168orHorujf£lStorV0t±3

11、J筋隔仝宙礬ntrfOgror±3aOtl9COcHOvUJ晉if集甘騎場(chǎng)陽(yáng)J出丁Sttiiisi±jj滴事顧 儷I(xiàn)由謝rtirc擷RR1J-DDGflvtstV81X3Omutif 11133quim) w(UIU1)0也暢(aim J0建議將傳感器安裝在拉索的下預(yù)埋管內(nèi)或橋面自由段，如下圖傳感器在斜拉索上的安裝聲 jKt 囲"not傳感器在吊桿上的安裝整束式傳感器直接套在索體外，選用單根鋼絞線(xiàn)用傳感器監(jiān)測(cè)平行鋼絞線(xiàn)拉索 體系時(shí)，安裝在錨具內(nèi)的單根鋼絞線(xiàn)上。(3傳感器選擇考慮的問(wèn)題(a傳感器的安裝空間，能放置相應(yīng)型號(hào)的傳感器。(b信號(hào)傳輸線(xiàn)通道，需將傳輸線(xiàn)從預(yù)埋

12、管內(nèi)引至可以進(jìn)行測(cè)量操作或加長(zhǎng)布線(xiàn) 的位置。(c傳感器需在安裝拉索錨具之前套入索體，建議在設(shè)計(jì)文件中做相關(guān)說(shuō)明8. 磁通量傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立過(guò)程及注意事項(xiàng)(1拉索監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。需要考慮傳感器型號(hào)、走線(xiàn)方式、數(shù)據(jù)采集箱的數(shù)量 與放置點(diǎn)(2傳感器生產(chǎn)周期。磁通量傳感器生產(chǎn)周期約為40天(3傳感器安裝與標(biāo)定。磁通量傳感器需要在拉索制索過(guò)程中，未安裝錨具之前 套到拉索上，并利用拉索出廠前的超張拉工藝逐一進(jìn)行標(biāo)定，也可采用樣品索在張拉 臺(tái)座上進(jìn)行標(biāo)定。平行鋼絞線(xiàn)拉索體系、精軋螺紋鋼等錨具現(xiàn)場(chǎng)安裝的情況，一般采用樣品索在張拉臺(tái)座上進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定需采用符合精度要求的標(biāo)準(zhǔn)傳感器。(4傳感器現(xiàn)場(chǎng)安裝。磁通量傳感

13、器隨拉索運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)，掛索后將傳感器就位到安 裝位置。(5傳感器走線(xiàn)與保護(hù)。一般將傳感器放在預(yù)埋管內(nèi)，傳感器信號(hào)線(xiàn)通過(guò)預(yù)留的 走線(xiàn)孔道，引至數(shù)據(jù)采集箱，并采用布線(xiàn)專(zhuān)用線(xiàn)管或線(xiàn)槽進(jìn)行保護(hù)。(6系統(tǒng)安裝與調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試主要包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。9. 主要工程業(yè)績(jī)(1香港昂船洲大橋體外索在線(xiàn)監(jiān)測(cè)；(2 美國(guó) Penoscot River Bridge拉索監(jiān)測(cè)(3杭州灣大橋體內(nèi)索在線(xiàn)監(jiān)測(cè)；(4湛江海灣大橋斜拉索在線(xiàn)監(jiān)測(cè)；(5宜賓長(zhǎng)江大橋斜拉索在線(xiàn)監(jiān)測(cè)；(6江西吉安贛江大橋加固體外索監(jiān)測(cè)；(7江西劍邑大橋斜拉索監(jiān)測(cè)；(8九甸峽水利樞紐工程調(diào)壓井環(huán)錨監(jiān)測(cè)；(9廈門(mén)集美大橋體內(nèi)預(yù)應(yīng)力及體外索監(jiān)測(cè)(10夷陵長(zhǎng)江大橋斜拉索索力監(jiān)測(cè)(11宜賓長(zhǎng)江大橋斜拉索索力監(jiān)測(cè)(12廣東陽(yáng)江市西江特大橋斜拉索索力監(jiān)測(cè)